Grain growth inhibition, densification and unimodal size distribution of MLCC dielectric layer is important in order to achieve high capacity at the same time as thinning. Therefore, it is a need for experiments to understand and control the densification and grain growth of nano-sized $BaTiO_3$ dielectrics for MLCC. Repetitive abnormal grain growth was observed during the sintering of nano-sized $BaTiO_3$. The primary abnormal grain growth occurred, and the abnormal grains impinged upon each other at the beginning. During extended sintering for 24h, however, some of the impinged abnormal grains grew, showing secondary abnormal grain growth behavior. These observed repetitive abnormal grain growth is well explained with the coupling effect of the maximum driving force for grain growth in the sample and the critical driving force for the appreciable migration of faceted boundaries. Additionally, the combining of the 2-step and hetero-atmosphere sintering processes can suppress the abnormal grain growth of nano-sized $BaTiO_3$ and effectively promote densification even at low temperatures.
고유전율을 갖는 MLCC의 제작을 위해서는 유전체층의 입자성장억제, 치밀화, 입도분포의 균일화가 중요하며 이를 위해서는 나노미터 단위로 크기가 감소한 $BaTiO_3$ 유전체 분말의 치밀화 및 입자성장을 이해하고 제어하기 위한 실험이 요구된다. 50nm $BaTiO_3$ 분말에서 기존과 다른 입자성장양을 관찰하였다. 소결 초기에는 비정상입자성장이 나타났으며, 비정상입자들 간의 충돌이 발생한 후에는 정체된 입자성장 양상을 보였다. 그리고 입자성장의 정체가 장시간 지속되다가 소수의 큰 입자들이 나타나며 비정상입자성장이 다시 시작되었다. 이는$BaTiO_3$ 분말의 크기가 나노미터 단위로 감소하였을 경우 기존과 달리 반복적인 입자성장이 나타난다는 의미이며, 이 현상을 Mixed Mechanism Principle을 통하여 이론적으로 설명하였다. 또한 나노미터 단위로 크기로 감소한 $BaTiO_3$ 분말에서 쉽게 나타나는 이차비정상입자를 억제하기 위하여 이단 소결과 이종분위기 소결을 혼합 사용하는 소결법을 적용하여 비정상입자성장의 억제, 입도분포 균일화, 치밀화를 개선하였다.
